java -- Stream流

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注意:Stream和IO流(InputStream/OutputStream)没有任何关系,请暂时忘记对传统IO流的固有印象
传统集合的多步遍历代码
几乎所有的集合(如Collection接口或Map接口等)都支持直接或间接的遍历操作。而当我们需要对集合中的元素进行操作的时候,除了必需的添加、删除、获取外,最典型的就是集合遍历。例如:
  1. public class Demo10ForEach {
  2.     public static void main(String[] args) {
  3.         List<String> list = new ArrayList<>();
  4.         list.add("张无忌");
  5.         list.add("周芷若");
  6.         list.add("赵敏");
  7.         list.add("张强");
  8.         list.add("张三丰");
  9.         for (String name : list) {
  10.                   System.out.println(name);
  11.         }
  12.     }  
  13. }
复制代码
这是一段非常简单的集合遍历操作:对集合中的每一个字符串都进行打印输出操作。
循环遍历的弊端
Java 8的Lambda让我们可以更加专注于做什么(What),而不是怎么做(How),这点此前已经结合内部类进行了对比说明。现在,我们仔细体会一下上例代码,可以发现:

  • for循环的语法就是“怎么做
  • for循环的循环体才是“做什么
为什么使用循环?因为要进行遍历。但循环是遍历的唯一方式吗?遍历是指每一个元素逐一进行处理,而并不是从第一个到最后一个顺次处理的循环。前者是目的,后者是方式。
试想一下,如果希望对集合中的元素进行筛选过滤:

  • 将集合A根据条件一过滤为子集B
  • 然后再根据条件二过滤为子集C
那怎么办?在Java 8之前的做法可能为:
这段代码中含有三个循环,每一个作用不同:

  • 首先筛选所有姓张的人;
  • 然后筛选名字有三个字的人;
  • 最后进行对结果进行打印输出。
  1. public class Demo11NormalFilter {
  2.           public static void main(String[] args) {
  3.               List<String> list = new ArrayList<>();
  4.         list.add("张无忌");
  5.         list.add("周芷若");
  6.         list.add("赵敏");
  7.         list.add("张强");
  8.         list.add("张三丰");
  9.         List<String> zhangList = new ArrayList<>();
  10.         for (String name : list) {
  11.             if (name.startsWith("张")) {
  12.                       zhangList.add(name);
  13.             }
  14.         }
  15.         List<String> shortList = new ArrayList<>();
  16.         for (String name : zhangList) {
  17.             if (name.length() == 3) {
  18.                       shortList.add(name);
  19.             }
  20.         }
  21.         for (String name : shortList) {
  22.                   System.out.println(name);
  23.         }
  24.     }
  25. }
复制代码
每当我们需要对集合中的元素进行操作的时候,总是需要进行循环、循环、再循环。这是理所当然的么?不是。循环是做事情的方式,而不是目的。另一方面,使用线性循环就意味着只能遍历一次。如果希望再次遍历,只能再使用另一个循环从头开始。
那,Lambda的衍生物Stream能给我们带来怎样更加优雅的写法呢?
Stream的更优写法
下面来看一下借助Java 8的Stream API,什么才叫优雅:
  1. public class Demo12StreamFilter {
  2.     public static void main(String[] args) {
  3.         List<String> list = new ArrayList<>();
  4.         list.add("张无忌");
  5.         list.add("周芷若");
  6.         list.add("赵敏");
  7.         list.add("张强");
  8.         list.add("张三丰");
  9.         list.stream()
  10.                   .filter(s -> s.startsWith("张"))
  11.             .filter(s -> s.length() == 3)
  12.             .forEach(s -> System.out.println(s));
  13.     }
  14. }
复制代码
直接阅读代码的字面意思即可完美展示无关逻辑方式的语义:获取流、过滤姓张、过滤长度为3、逐一打印。代码中并没有体现使用线性循环或是其他任何算法进行遍历,我们真正要做的事情内容被更好地体现在代码中。
获取流方式

java.util.stream.Stream是Java 8新加入的最常用的流接口。(这并不是一个函数式接口。)
获取一个流非常简单,有以下几种常用的方式:

  • 所有的Collection集合都可以通过stream默认方法获取流;
  • Stream接口的静态方法of可以获取数组对应的流。
方式1 : 根据Collection获取流
首先,java.util.Collection接口中加入了default方法stream用来获取流,所以其所有实现类均可获取流。
  1. import java.util.*;
  2. import java.util.stream.Stream;
  3. /*
  4.     获取Stream流的方式
  5.     1.Collection中 方法
  6.         Stream stream()
  7.     2.Stream接口 中静态方法
  8.         of(T...t) 向Stream中添加多个数据
  9. */
  10. public class Demo13GetStream {
  11.     public static void main(String[] args) {
  12.         List<String> list = new ArrayList<>();
  13.         // ...
  14.         Stream<String> stream1 = list.stream();
  15.         Set<String> set = new HashSet<>();
  16.         // ...
  17.         Stream<String> stream2 = set.stream();
  18.     }
  19. }
复制代码
方式2: 根据数组获取流
如果使用的不是集合或映射而是数组,由于数组对象不可能添加默认方法,所以Stream接口中提供了静态方法of,使用很简单:
  1. import java.util.stream.Stream;
  2. public class Demo14GetStream {
  3.     public static void main(String[] args) {
  4.         String[] array = { "张无忌", "张翠山", "张三丰", "张一元" };
  5.         Stream<String> stream = Stream.of(array);
  6.     }
  7. }
复制代码
备注:of方法的参数其实是一个可变参数,所以支持数组。
常用方法

流模型的操作很丰富,这里介绍一些常用的API。这些方法可以被分成两种:

  • 终结方法:返回值类型不再是Stream接口自身类型的方法,因此不再支持类似StringBuilder那样的链式调用。本小节中,终结方法包括count和forEach方法。
  • 非终结方法:返回值类型仍然是Stream接口自身类型的方法,因此支持链式调用。(除了终结方法外,其余方法均为非终结方法。)
备注:本小节之外的更多方法,请自行参考API文档。
forEach : 逐一处理

虽然方法名字叫forEach,但是与for循环中的“for-each”昵称不同,该方法并不保证元素的逐一消费动作在流中是被有序执行的
[code]void forEach(Consumer
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